关于城市电缆接地线环流在线监测系统的研究

发布时间：2017-09-05 08:10

  本文关键词：关于城市电缆接地线环流在线监测系统的研究

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【摘要】：电力电缆因具有良好电气性能而在电网领域得到了普遍投入和使用,同时,电力电缆存在的绝缘性能状况也对电力系统的安全和稳定有直接性的影响。想要维持电网的健康稳定运行,就需要对电缆的绝缘、运行环境等状况进行实时监测,因此,在线监测系统应运而生。与此同时,我们对护层环流在线监测系统的进行设计与研究,用来实时监测电力电缆的绝缘状况,并经过LabVIEW仿真测试,证明了此套系统的可行性和实际应用性。首先,对电缆在线监测系统的研究背景和意义、海内外研究状况进行介绍,并且,指出在设计系统过程中的难点作出了陈述,以及我们将要在解决这些难点的基础上需要的预期成果和可能创新。出于研究设计需要,我们对电缆基本结构、敷设方式、感应电压电流产生机理作了详细的总结,同时,对护层产生的感应电压环流进行了计算和推导。然后,通过对数据处理和传输方式进行的研究,决定使用磁通门传感器采集电流模拟信号,经过STM32微处理器的数据处理,然后,经过GPRS无线传输对采集到的前端数据进行传输发送,最后到达后台监测中心,对电缆护层环流进行在线监测规划设计研究。主要采取模块分析测试再组装整合的由部分到整体的设计方法,基本达到了预期设想。本系统主要分为数据采集、分析计算、无线传输和后台处理四个模块。首先,对远距离监测的终端硬件进行了设计,电路硬件由数据采集调理电路、STM32系列微处理器和GPRS DTU通讯模块组成,主要是电流传感器采集调理电路、嵌入式STM32主控芯片、GPRS DTU无线传输设备和电源供电系统,然后,设计下位机软件,其软件部分主要分为A/D数据采集转换程序、GPS定位程序以及GPRS数据收发程序。上位机采用的LabVIEW软件,是由美国NI公司开发的一款工程应用专业软件,方便对系统界面进行开发与编程,并使用SQL软件进行数据库的开发应用,所设计出的系统具有数据采集、分析、传输、接收和实时显示以及越限报警、故障定位、数据库访问设置等功能。系统设计完成后,用Lab VIEW仿真测试软件对整个系统进行测试,能很好地实时采集护层环流数据,将下位机数据及时上传到上位机数据库处理中心,并在PC终端或手机上进行远程监测和控制,各个模块结果显示能够满足设计要求。
【关键词】：电力电缆 护层环流 在线监测 STM32 GPRS DTU LabVIEW
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-17
• 第1章 绪论17-21
• 1.1 选题背景及其意义17
• 1.2 国内外研究动态17-19
• 1.3 课题研究内容19
• 1.4 研究方案及难点19-20
• 1.5 预期成果和可能的创新点20-21
• 第2章 电力电缆基本概况21-26
• 2.1 电力电缆的分类21-22
• 2.1.1 按照绝缘材料分类21
• 2.1.2 按照电压等级分类21-22
• 2.1.3 按照结构特征分类22
• 2.1.4 按照敷设条件分类22
• 2.2 电力电缆的基本结构22-23
• 2.3 电缆线路常用敷设方式简介23-25
• 2.3.1 直埋敷设24
• 2.3.2 排管敷设24
• 2.3.3 电缆沟敷设24
• 2.3.4 隧道敷设24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 电缆常见故障问题及对金属护层系统检测情况的分析26-36
• 3.1 电缆常见故障问题26-27
• 3.2 金属护层检测分析27-35
• 3.2.1 金属护层环流异常分析27-28
• 3.2.2 电力电缆金属护层接地方式28-29
• 3.2.3 电力电缆技术护层感应电压分析29-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 理论研究电缆环流的分析模型及算法36-40
• 4.1 护层环流的分析模型及计算方法36-38
• 4.1.1 电缆直线平行敷设，护层不分段两端互联接地36-37
• 4.1.2 电缆直线平行敷设，，护层交叉互联接地37-38
• 4.2 负荷电流与电缆环流的数学模型38-39
• 4.2.1 负荷电流与电缆环流理论研究38-39
• 4.2.2 载流量与电缆环流的数学模型39
• 4.3 本章小结39-40
• 第5章 电缆接地线环流在线监测总体方案设计40-75
• 5.1 系统设计的基本原则40-44
• 5.1.1 系统在线自取能模块设计42-44
• 5.2 数据采集模块44-56
• 5.2.1 磁通门原理46
• 5.2.2 磁通门电流传感器设计46-50
• 5.2.3 调理滤波电路50-51
• 5.2.4 滤波电路仿真51-55
• 5.2.5 AD采样单元55-56
• 5.3 分析计算模块56-60
• 5.3.1 STM32F103xx系列简介57-59
• 5.3.2 基于STM32F103的GPS定位模块59-60
• 5.4 无线传输模块60-63
• 5.4.1 DTU (Data Transfer Unit)简介60-61
• 5.4.2 GPRS DTU基本功能61
• 5.4.3 GPRS DTU设备说明及端口引脚定义61-62
• 5.4.4 GPRS DTU配置工具62-63
• 5.5 后台处理中心模块63-72
• 5.5.1 上位机软件选择63-64
• 5.5.2 Lab VIEW简介64
• 5.5.3 上位机软件总体设计64-65
• 5.5.4 无线传输模块软件设计65-67
• 5.5.5 Data Socket技术67
• 5.5.6 Data Socket数据传送实例编程67-71
• 5.5.7 数据库软件设计71
• 5.5.8 Lab VIEW与SQL Server的通讯71-72
• 5.6 系统综合测试72-74
• 5.6.1 基于Lab VIEW的监测系统仿真72-74
• 5.7 本章小结74-75
• 第6章 结论与展望75-77
• 6.1 结论与创新75
• 6.2 创新点摘要75-76
• 6.3 展望76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果82-83
• 致谢83-84
• 作者简介84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾懿辉;刘高;罗向源;王道龙;;高压电缆金属护层接地电流在线监测系统[J];计算机系统应用;2013年10期

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3 张峥;赵子玉;;高压电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究[J];供用电;2012年02期

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5 张立勋;李雪伟;唐小景;;STM32与LabVIEW串行通信的设计[J];煤矿机械;2011年05期

6 张东;施奇峰;王云波;;基于LabVIEW和TCP的数据采集系统的开发及应用[J];冶金自动化;2011年02期

7 王波;罗进圣;黄宏新;吕峻;周焕;;220kV高压单芯电力电缆金属护套环流分析[J];高压电器;2009年05期

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本文编号：796811